切削面与地层之间的摩擦系数 μ1=0.15 刀盘轴承滚动摩擦系数 μ2=0.004 刀盘密封摩擦系数 μ3=0.2 设计最大扭矩 Tn=4500 KNm 脱困扭矩 Tt=5300 KNm 开挖速度 V=8cm/min 刀盘转速（最大扭矩时） Nc=1.44rpm 刀盘外半径 Rc=3.14m 刀盘宽度 Lk=0.6m 刀盘重量 G=65t 刀盘闭口率 ξ=0.7 自重抵抗旋转的半径 R1=2.60m 正面推力抵抗旋转的半径 R2=2.54m 刀盘上实际承受水压作用的内径直径 d1=1.26m 刀盘上实际承受水压作用的外径直径 d2=2.07m 密封压紧正压力 Fs=1.47KN/m 第一道密封的条数 ns1=3 第二道密封的条数 ns2=3 第三道密封的条数 ns3=1 第一道密封的平均回转半径 Rs1=2.22m 第二道密封的平均回转半径 Rs2=2.28m 第三道密封的平均回转半径 Rs3=2.28m 刀盘支撑梁的内径， r1=1.92m 刀盘支撑梁的外径， r2=2.4m 刀盘支撑梁的长度， LC=0.6m (2)刀盘扭矩计算
T1—盘形滚刀切削土体所需的扭矩 T2—由于刀盘自重所产生的抵抗旋转的扭矩 T3—刀盘正面推力所产生的抵抗旋转的扭矩 T4—刀盘密封装置抵抗旋转的扭矩 T5—刀盘正面的摩擦扭矩 T6—刀盘周边的摩擦扭矩 T7—刀盘背面的摩擦扭矩
T8—刀盘开口处切削碴土所需的扭矩 T9—土仓内的搅动力矩 分别计算如下： T1=0.283Dc2n2f2k
=0.2836.2832531939.830.12
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=982.2 KN.m
其中，Dc—开挖直径，6.28 m n—盘形滚刀数量，19把 f—每把盘形滚刀上的力，25 t k—刀具系数，0.08～0.12 T2=G2g2R12μ2 =6539.832.630.004 =6.6 KN.m T3= Wr2R22μ2 =1323.4332.5430.004 =13.4 KN.m
其中，Wr—刀盘正面的推力，按下式计算
Wr=ξ2π2Rc22Pd+(π/4)( d22－d12) Pw
=0.733.1433.142362.28+(3.14/4)(2.072－1.262) 3153.23 =1323.43 KN
T4=2π2μ32Fs(ns12Rs12+ ns22Rs22+ ns32Rs32) =233.1430.231.473(332.222+332.282+132.282) =65.7 KN.m
T5=2/32ξ2π2μ12Rc32Pd
=2/330.733.1430.1533.143396.47 =656.5 KN.m
T6= Rc222π2LK2μ2Pr
=3.1423233.1430.630.153124.1 =691.6 KN.m
其中，Pr =( P0+ P0／+ P1+ P2)/4 =(122.5+195.67+77.18+101.1)/4 =124.1 KN/m2
T7=2/32ξ2π2μ12Rc32Pch
=2/330.733.1430.1533.14330.8396.47 =525.2KN.m
其中，假定密封仓内碴土压力值为刀盘正面侧向土压值的80%， 即Pch=0.8 Pd
T8=2/32π2τ2Rc3(1-ξ)
=2/333.14335.633.143(1-0.7) =692 KN.m
其中，τ—碴土的抗剪强度，因碴土在密封仓与泥浆等添加剂搅拌后饱和含水，故抗剪强度较低，可近似地取其C=9.8KN/m2，取内摩擦角υ=15.0o，σ= Pd
τ=C+σ2tgυ=9.8+96.473tg15o=35.6 KN/m2
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T9=2π(r22-r12)Lcτ
=233.143(2.42-1.922) 30.6335.6 =278.2 KN.m (3)所需要的刀盘总扭矩 T=T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7+T8+T9
=982.2+6.6+13.4+65.7+656.5+691.6+525.2+692 +278.2 =3911.4 KN.m
(4)根据刀盘扭矩的经验公式 T=αD3
取α=1.5（取值范围为8～23）
T=1.536.283=371.5tf.m=3640.8 KN.m
4.4盾构机总装机容量计算
机载变压器功率因数按0.85计算,则所需总装机容量P/总 P/总= P总/0.85 P总——盾构总装备功率
4.5盾构机刀盘转速计算
盾构机在硬岩中掘进时，以大推力、高转速工作，则刀盘转速n为： n=V/(πD)
其中，V为滚刀线速度，设计滚刀最大线速度：120m/min；D为刀盘直径4.6螺旋输送机出土能力计算
(1)盾构开挖实际需要理论出土能力
q??4(D2Vmax)?
其中：
D?6.28m 盾构掘进机的开挖直径 Vmax?4.8m/h 盾构最大开挖速度 ??1.6
碴土松散系数
q??4?(6.282?4.8)?1.6?237m3/h
(2)螺旋输送机实际出土能力的计算
q?1?4[(D21?d2)L]?60?n??
其中：
D1?900mm 螺旋外径： L?630mm 螺旋节矩
nmax?22rpm
螺旋输送机最大转速
? = 螺旋输送机碴土充满系数
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由以上参数计算每转输送量
q1
q1??4[(9002?2202)?630]?60?22?0.6?298m3/h以上为土压平衡式盾构机主要技术参数的计算。 泥水平衡式盾构主要技术参数计算 开挖土量计算
单位掘进循环（一般按一环管片宽度为一个掘进循环）开挖土量Q，一般按下式计算： Q＝π/（4.D2.St）
式中 Q——开挖土计算体积（m3）； D——盾构外径（m）； St——掘进循环长度（m）。
当使用仿形刀或超挖刀时，应计算开挖土体积增加量。
泥水盾构排土量控制方法分为容积控制与干砂量（干土量）控制两种。
容积控制方法如下，检测单位掘进循环送泥流量Q1与排泥流量Q2，按下式计算排土体积Q3： Q3＝Q2－Q1
式中 Q3——排土体积（m3）； Q2——排泥流量（m3）； Q1——送泥流量（m3）。
对比Q3与Q，当Q＞Q3时，一般表示泥浆流失（泥浆或泥浆中的水渗入土体）；Q＜Q3时，一般表示涌水（由于泥水压力低，地下水流入）。正常掘进时，泥浆流失现象居多。
干砂量表征土体或泥浆中土颗粒的体积，开挖土干砂量V按下式计算： V＝Q.100/（GS.ω＋100）
式中 V——开挖土干砂量（m3）； Q——开挖土计算体积（m3）； GS.——土颗粒密度； ω——土体的含水量（％）
干砂量控制方法是，检测单位掘进循环送泥干砂量V1与排泥干砂量V2，按下式计算排土干砂量V3：
V3＝V2-V1＝[(G2-1).Q2-(G1-1).Q1]/(G1-1) 式中 V3——排土干砂量（m3）； V2——排泥干砂量（m3）； V1——送泥干砂量（m3）； G2——排泥密度； G1——送泥密度。
对比V3与V，当V＞V3时，一般表示泥浆流失；当V＜V3时，一般表示超挖。 盾构其余主要技术参数计算同土压平衡式盾构。
5 盾构风险评估
风险评价是将建设工程风险事件的发生可能性和损失后果进行定量化的过程。这个过程在系统地识别建设工程风险与合理地作出风险对策之间起着重要的桥梁作用。风险评价的结果主要在于确
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定各种风险事件发生的概率及其对建设工程目标影响的严重程度，如投资增加的数额、工期延误的天数等。
风险评估不仅仅是评估系统发生事故的概率，还可以追溯和分析可能发生事故产生的原因，计算和分析事故可能造成的后果及影响程度；同时还可以以定量化的数值(非定性分析)分析与计算，全面反映整个工程系统的安全性、可靠性、经济性等多项技术指标；另外通过全面系统的风险评估和分析，还可以提高政府、建设方、设计单位、施工企业和工程运营企业的风险管理意识和风险管理能力。因此，针对地铁工程的特殊性，建立和健全地铁工程风险评估机制及评估体系是十分必要的。建立和健全地铁风险评估评价体系的目的更在于事先给出分析对象的风险预报，它涉及的内容包括：
1)预报工程问题中可能出现的风险； 2)分析导致风险出现的各种潜在因素；
3)讨论某种改变对工程的经济性、安全性的影响； 4)判断分析对象是否满足要求的风险准则； 5)对工程风险的监控监测和管理。
总之，在地铁施工中可能存在的风险不尽相同，各种风险导致的损失也不可能完全一样，但无论从时间方面还是从空间方面考虑，地铁施工项目活动由于具有投资规模巨大、实施周期长、不确定因素多、经济风险和技术风险大、在国民经济和社会发展中占有重要战略地位等特点，在建设中可能面临的风险种类更繁多，各种风险之间的相互关系错种复杂。
隧道施工风险具有风险的所有特点。1)由于地基岩土性质、工程水文地质条件复杂，隧道施工的风险是客观存在的；2)由于勘察设计资料有限，设计计算理论不完善和在隧道施工中会不可避免地遇到一些突发偶然事件等原因，使得隧道施工的风险具有发生的偶然性和大量发生的必然性；3)在隧道施工过程中，由于试验数据离散性大，勘察报告提供的场地性质资料有限，地下情况的不可预知性，施工风险的可变性就更加明显；4)由于隧道施工对场地周围土体的扰动大，造成了对场地周围建筑物、居民生活和环境的影响，除本身的技术因素影响外，隧道施工还不得不与外部环境发生关系，这样使得隧道施工风险不但具有内部因素的多样性，而且还具有鲜明的层次性。
盾构的风险评估主要针对以下几方面的内容进行： （1）地质勘探资料的准确性带来的风险
由于地下工程地质的复杂多变性，在现有技术条件下进行的地质勘探揭示的地质情况与实际地质情况仍有一定的出入。因此，应充分考虑由此进行盾构施工而带来的风险。
（2）盾构机适应性和可靠性带来的风险
虽然盾构选型时已经充分考虑了可能的工程地质条件，但关键的工艺技术是否满足要求并未有相应的工程实例进行验证；由此而带来的工程风险需要事先充分评估，以提早筹划。
（3）盾构始发和到达施工存在的风险
（4）盾构掘进施工可能造成对地表建（构）筑物和地下管线的破坏
针对上述风险，在盾构选型阶段，应尽可能将风险控制在最小程度，为后续施工打下良好的基础和铺垫。
6 盾构机设计联络
6.1 设计联络的目的
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